Linux 커널 타이머 및 지연 작업 드라이버 개발에 대한 자세한 설명

Linux 커널 타이머와 지연 작업은 예약된 작업과 지연된 실행 작업을 구현하는 데 일반적으로 사용되는 두 가지 메커니즘으로, 이를 통해 드라이버는 하드웨어 장치의 요구 사항과 특성에 맞게 적절한 시점에 특정 기능을 실행할 수 있습니다. 그러나 지연 작업을 위해 Linux 커널 타이머를 어떻게 적절하게 사용합니까? 이 기사에서는 Linux 커널 타이머 및 지연 작업 드라이버 개발에 대한 기본 지식과 기술을 이론적, 실무적 측면뿐만 아니라 몇 가지 일반적인 문제와 솔루션을 통해 소개합니다.

커널 타이머

소프트웨어의 타이머는 궁극적으로 하드웨어 시계에 의존합니다. 간단히 말해서 커널은 시계 인터럽트가 발생한 후 커널에 등록된 각 타이머가 만료되었는지 여부를 감지하고 해당 타이머가 만료되면 해당 등록 기능을 콜백하여 저장합니다. . 인터럽트 하위 절반으로 수행됩니다. 실제로 클럭 인터럽트 핸들러는 TIMER_SOFTIRQ 소프트 인터럽트를 트리거하고 현재 프로세서에서 만료된 모든 타이머를 실행합니다.
시간 정보를 얻고 타이밍 서비스가 필요한 장치 드라이버는 커널 타이머를 사용할 수 있습니다.

jiffies

커널 타이머에 대해 이야기하려면 먼저 커널의 중요한 시간 개념인 jiffies 변수에 대해 이야기해야 합니다. jiffies 변수, 커널 시계의 기본으로 jiffies는 고정된 시간마다 1씩 증가하며 이를 비트 추가라고 합니다. . , 이 고정 간격은 타이머 인터럽트에 의해 구현됩니다. 초당 생성되는 타이머 인터럽트 수는 에 정의된 HZ 매크로에 의해 결정됩니다. 이러한 방식으로 jiffies/와 같은 기간을 얻을 수 있습니다. HZ. 시스템 시작 이후 경과된 시간(초)입니다. 다음 2초는 (jiffies/HZ+2)입니다. 커널은 타이밍을 위해 jiffies를 사용합니다. 초는 jiffies:seconds*HZ로 변환되므로 단위는 jiffy이고 현재 시간은 2초 타이밍의 기준으로 사용됩니다. : (jiffies/HZ +2)*HZ=jiffies+2*HZ

현재 시간을 얻으려면 **do_gettimeofday()**를 사용할 수 있습니다. 이 함수는 struct timeval 구조를 다음과 같은 해상도로 채웁니다. 미묘한.

으아아아 하드웨어가 일부 작업을 완료하는 데 충분한 시간을 허용하기 위해 드라이버는 지연 길이에 따라 긴 지연 및

짧은 지연의 두 가지 유형으로 특정 코드의 실행을 지연해야 하는 경우가 많습니다.

는 커널 개발 개념에 사용됩니다. 긴 지연의 정의는 지연 시간 > 여러 지피입니다. 긴 지연을 달성하려면 지피를 쿼리하는 방법을 사용할 수 있습니다.

으아아아

**짧은 지연의 정의는 다음과 같습니다. 지연 이벤트가 1지피에 가깝거나 짧습니다. 짧은 지연을 달성하려면

를 호출하면 됩니다. 으아아아

이 두 함수는 모두 CPU 시간을 많이 소모하는 바쁜 대기 함수입니다. 전자는 소프트웨어 루프를 사용하여 지정된 마이크로초 수를 지연시키고, 후자는 전자의 중첩을 사용하여 밀리초 수준의 지연을 달성합니다.

타이머

드라이버는 커널 타이머를 등록하여 미래의 특정 시간에 실행될 기능을 지정할 수 있습니다. 타이머는 커널에 등록되면 타이밍을 시작하며, 지정된 시간에 도달하면 등록된 함수가 실행됩니다. 즉, 타임아웃 값은 jiffies 값이 타이머->만료보다 클 때 타이머->함수가 실행됩니다. API는 다음과 같습니다 으아아아

인스턴스

으아아아

작업 지연

커널 타이머를 사용하여 예약된 지연 작업을 완료하는 것 외에도 Linux 커널은 커널 타이머와 유사한 캡슐화된 "단축키" 세트(

delayed_work

)도 제공합니다. 이는 작업 대기열 및 타이머를 사용하여 구현됩니다.

으아아아

“🎜🎜

struct work_struct
–103–>需要延迟执行的函数, typedef void (work_func_t)(struct work_struct work);

”

至此，我们可以使用一个delayed_work对象以及相应的调度API实现对指定任务的延时执行

//注册一个延迟执行
591 static inline bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,unsigned long delay)
//注销一个延迟执行
2975 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)    

和内核定时器一样，延迟执行只会在超时的时候执行一次，如果要实现循环延迟，只需要在注册的函数中再次注册一个延迟执行函数。

schedule_delayed_work(&work,msecs_to_jiffies(poll_interval));

本文从理论和实践两方面，详细介绍了Linux内核定时器与延迟工作驱动开发的基本知识和技巧。我们首先了解了Linux内核定时器与延迟工作的概念、原理、特点和API函数，然后学习了如何使用Linux内核定时器与延迟工作来实现按键事件的检测和处理。最后，我们介绍了一些在Linux内核定时器与延迟工作驱动开发过程中可能遇到的问题，以及相应的解决方法。

通过本文，我们希望能够帮助你掌握Linux内核定时器与延迟工作驱动开发的基本方法和技巧，为你在嵌入式Linux领域的进一步学习和工作打下坚实的基础。

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